楊成方

(廣南堂上金業(yè)有限公司)

預留高陡邊坡、陡幫全面推進工藝在別力金礦的應用

楊成方

(廣南堂上金業(yè)有限公司)

結合廣南別力金礦實際開采條件，通過對高陡邊坡、陡幫全面推進工藝進行優(yōu)化，保障了礦山的正常生產，經濟效益顯著。該工藝可為露天礦境界礦石開采提供參考。

露天開采 高陡邊坡 陡幫全面推進

通過淺部工程揭露，別力金礦區(qū)共圈出62條礦體，分布于長5 km，寬3.5 km的范圍內。根據礦體的分布范圍以及賦存層位、礦化類型等情況，分為賽鴨、波擔山、安龍山、野豬沖4個礦段。其中波擔山3條礦體，安龍山4條礦體，野豬沖13條礦體。波擔山礦段為此次應用預留高邊坡、陡幫全面推進采剝工藝的對象，該礦段位于廣南別力金礦采礦許可證范圍的東部，東西長1 500 m，南北寬800 m，面積為1.2 km2。別力金礦取得采礦許可證后，對Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#礦體進行露天開采及堆浸，主要對Ⅱ#礦體進行了開采，截至2011年5月，共采出礦石量16萬t，平均品位為0.60 g/t。礦權范圍內保有工業(yè)礦體氧化礦(122b+333)礦石量為15.76萬t，金屬量為110 kg，其中，(122b)礦石量為8.69萬t，金屬量為61 kg；(333)礦石量為7.07萬t，金屬量為49 kg。此外，批準認可的保有低品位(333)礦石量為 3.41萬t，金屬量為12 kg。在以往開采過程中，除儲量核實的Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#礦體外，中部發(fā)現一些較小的盲礦體。為了綜合利用資源，開采時選擇了從波擔山頂自上而下全面式推進采剝方法，經初步計算，完成最高至960 m標高的采剝總量，扣除已采剝的礦巖量，目前共需采剝總量約120萬m3。

該礦山按采礦許可證核定的生產規(guī)模 5.00萬t/a 進行建設，核定開采深度為1 035～960 m。礦區(qū)地形切割不大，海拔為810～1 150 m，相對高差為340 m，屬低中山區(qū)。采場近EW向布置于山體南側，南側布置有排土場及堆浸場，辦公生活區(qū)設置于礦區(qū)東側1.4 km處，采場北側(山腳810 m標高)為別力村，民房200余戶，北側地形坡度30°～40°，距礦區(qū)范圍邊界最近住戶80～100 m，堂上至石山鄉(xiāng)村公路沿波擔山北側溝谷經過別力村，由北至西南側進入石山農場。

1 礦床開采技術條件

別力金礦的主要含礦層為上二疊統(tǒng)的大廠層(P2dc)、玄武巖組(P2β)、那梭長興組(P2n+c)，含礦巖石為含碳含火山質粉砂巖、玄武巖、凝灰?guī)r等。礦石與夾石及圍巖沒有明顯界線，呈漸變過渡。圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、毒砂化等，石英多呈網脈狀、團塊狀、透鏡狀產出。礦區(qū)地處紅河、珠江兩大水系分水嶺珠江一側，隸屬珠江流域的區(qū)域水文地質單元補給區(qū)，地層巖性較簡單，地質構造復雜，溝谷切割較深，地形坡度陡(一般大于20°)，巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，地下水補給面積小，地形利于地下水、地表水自然排泄。礦區(qū)礦體處于當地侵蝕基準面以上，主要含水層(組)屬碎屑巖類及玄武巖類裂隙含水層(組)，富水性弱，且隨季節(jié)性變化較大，礦坑充水來源以大氣降雨為主。礦區(qū)礦床水文地質條件屬弱裂隙含水層充水為主的簡單類型。

礦區(qū)地質構造復雜，地層產狀變化較大，露天礦坑深部礦體圍巖完整性、穩(wěn)定性較好，破碎帶對礦床開采影響不大。之前對Ⅰ#礦體布置了4條探礦平硐，分別為PD0701(長約80 m)、PD0702(長約62 m)、PD0703(長約80 m)、PD2002(長約1 500m)，規(guī)格均為2 m×2 m，平硐目前保存完好，基本沒有垮塌。

廣南區(qū)地震基本烈度為6度，礦區(qū)地表水系雖發(fā)育，但未發(fā)生過泥石流災害。礦區(qū)雖地形坡度較陡，地質構造發(fā)育，巖石相對破碎，但未發(fā)生過大規(guī)模的崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷等地質災害，僅在局部采場壁有小規(guī)模的崩塌發(fā)生，在剝離廢石土區(qū)有小規(guī)模的淺層滑坡發(fā)生。礦區(qū)環(huán)境質量中等。

2 預留高陡邊坡、陡幫全面推進采剝工藝

2.1 預留高陡邊坡工藝

原設計采場長95～100 m，露天底標高為960 m，最高地面標高為1 150 m，設計生產作業(yè)臺階高10 m，臺階坡面角設計：上部風化層為40°～45°，未風化部分為55°。運輸平臺寬8～12 m，清掃平臺寬6 m，最終幫坡角為43°～45°。設計確定的經濟合理剝采比為9.52 m3/m3，設計平均剝比為3.6 m3/m3。圈入境界內礦石量為2.28萬t，礦石平均品位為0.65 g/t，金屬量為14.82 t。

根據別力金礦區(qū)實際地形條件，礦巖穩(wěn)定性并借鑒周邊礦山的開采經驗，露天采場沿山體南側山坡布置，將采場臺階工作線調整為與礦體斜交呈近EW向布置，走向近EW向布置，工作面工作線由南向北推進。南側下部平臺推進至北側邊緣時，在西側預留今后修建至最高平臺的運輸路面，在北側至西側預留臺階邊坡不采剝。通過進一步優(yōu)化預留高陡邊坡、陡幫全面推進采剝工藝參數，經過近2 a的實踐，獲得了較好的技術參數。

2.1.1 臺階高度

露天開采臺階高度主要根據采剝設備而定，別力金礦采用CAT320C挖掘機，潛孔鉆機KQD-100型，挖掘機最大挖掘高度為8.9 m，潛孔鉆孔深為18 m。按正常的挖掘機最大挖掘高度的1.2倍計算，臺階高度取值為10 m。因上部風化，最上部臺階高度按設計取10 m，深部因巖層完整性好，需進行爆破開采，臺階高度根據巖層情況逐步增大20%～30%，即臺階可以增高至12～13 m，根據別力金礦實際開采條件，局部巖層較穩(wěn)地段可以增大至14 m。

2.1.2 臺階坡面角

廣南別力金礦地層主要礦巖物理力學性質參數可參照表1選取，巖石抗剪強度參數可參照表2選取。經計算，邊坡穩(wěn)定系數一般不小于1.15，可見邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。根據礦床開采技術條件，確定離地表風化層臺階的坡面角為45°～50°，深部因巖層完整性好，對臺階坡面角進行優(yōu)化，取值為65°～70°，局部達72°，但臺階高度取值必須相對調小。

2.1.3 安全平臺寬度

按安全規(guī)程規(guī)定，非煤礦山安全平臺寬度不小于3 m，因預留邊坡待別力村搬遷后再進行開采，別力金礦對安全平臺寬度調整至2.5～3 m，每3個安全平臺預留一個4～5 m的清掃平臺。根據設計確定的最大采剝總量20.5萬m3/a，按5.0萬t/a的開采量，別力村搬遷工作約在3 a內完成。按此推算，3 a共采剝63.5萬m3，可采剝至1 000 m平臺推進至預留邊坡，此時形成的預留邊坡幫坡角為59°。

2.2 幫坡全面推進采剝工藝

每個采剝臺階的采剝由山體南側設定的地形線標高處向北全面推進，剝離臺階或采礦臺階一盤由1～2個組合成一個工作臺階，自上而下跟進式采剝，推進至最小工作平臺寬度(15～20m)后，便可進行下一臺階的采剝推進，直至推進至預留高陡邊坡要求的邊坡為止，待別力村搬遷后便可對預留的北至西側的邊坡進行采剝。采場總體布置情況見圖1。采剝推進情況見圖2。

表1 巖石物理力學性質參數

表2 巖石抗剪強度 MPa

圖1 采場布置情況

圖2 采場采剝推進

2.3 施工、管理質量控制措施

(1)礦山生產應編制采剝計劃，并確保完成采剝任務，采場持續(xù)穩(wěn)定生產，不出現超欠挖等現象。

(2)在實施采剝計劃時，陡幫全面推進，采剝開采工藝管理復雜，上下階段之間應協(xié)調配合，嚴格確保定點采剝，按測定線推進。

(3)管理人員、采剝組及修理組應積極協(xié)調配合，對急需修理的機械設備及時修理，并配備足夠的備用設備，檢修時能及時調用。

(4)預留高陡邊坡、陡幫全面推進采剝工藝平臺較窄，工作幫坡角大，同時作業(yè)臺階多，運輸車輛多，爆破作業(yè)點多，預留邊坡局部風化或較破碎，不易控制邊坡參數，因此，應采用標準化模式對作業(yè)現場進行管理。

3 結 語

根據別力金礦礦體賦存條件及周邊特殊環(huán)境，成功應用了預留高陡邊坡、陡幫全面推進采剝工藝，保障了礦山周邊設施、人員安全、提前達產時間，及時解決了基建期間資金短缺等問題。經過近2 a的實踐，實現了采剝總量20余萬m3/a，取得了較好的經濟效益，為類似條件以及中深部礦體開采提供了新模式。

2015-05-18)

楊成方(1972—)，男，工程師，663300 云南省文山市。